颗粒物质是以离散态形式存在的物质形态，是一种复杂体系，其运动规律与一般固体和液体很不相同，近年来引起物理学界的广泛关注。对于一个大小颗粒混合的系统，当受到外界扰动(如振动，摇动等)时，会发生大小颗粒的分离，一般是大颗粒运动到上层，小颗粒运动到下层，这就是所谓的“巴西果效应”(Brazil nut effect)。这在自然界和生产中普遍存在，是一个人们所熟知的现象。但是长久以来人们对其形成机理并不十分清楚。美国的一个研究小组发现，在某些情况下，垂直振动也会导致大颗粒运动到下层，小颗粒运动到上层，产生所谓“反巴西果效应”。对这一新现象，美国芝加哥大学的研究小组在《Nature》上发表了不同的研究结果。他们未观察到“反巴西果”现象，但是随气压的变化，导致了大颗粒上升的速度发生改变。
中科院物理所陆坤权研究员的小组，通过不同密度大球在不同尺寸颗粒床中振动的实验，系统研究了大球上升和下降的规律。发现当大球和颗粒密度比大于某临界值时，则大球上升(巴西果效应)，且上升速度随密度比增大呈幂次方变快。而当密度比小于此临界值时，则大球下降(反巴西果效应)，下降速度随密度比减小呈幂次方变快。更重要的是，发现气体在“反巴西果”的形成中起关键作用。在振动状态下形成“反巴西果”的颗粒床中，测量得负的气压，正是这个负压驱动了密度小的大颗粒向下运动，形成了“反巴西果”现象。在相同条件下，抽空的系统中则观察不到“反巴西果”现象。而在一定振动频率和加速度下是否产生负压又与床颗粒的大小及密度有关。
这项研究得到了国家重点基础研究项目及国家自然科学基金的资助。研究成果发表于2003年7月4日的Phys. Rev. Lett. 91 (2003) 014302。
中科院物理所陆坤权研究员的小组，通过不同密度大球在不同尺寸颗粒床中振动的实验，系统研究了大球上升和下降的规律。发现当大球和颗粒密度比大于某临界值时，则大球上升(巴西果效应)，且上升速度随密度比增大呈幂次方变快。而当密度比小于此临界值时，则大球下降(反巴西果效应)，下降速度随密度比减小呈幂次方变快。更重要的是，发现气体在“反巴西果”的形成中起关键作用。在振动状态下形成“反巴西果”的颗粒床中，测量得负的气压，正是这个负压驱动了密度小的大颗粒向下运动，形成了“反巴西果”现象。在相同条件下，抽空的系统中则观察不到“反巴西果”现象。而在一定振动频率和加速度下是否产生负压又与床颗粒的大小及密度有关。
这项研究得到了国家重点基础研究项目及国家自然科学基金的资助。研究成果发表于2003年7月4日的Phys. Rev. Lett. 91 (2003) 014302。
